CN101164311B - 混合PPPoE/IPoE宽带接入网络以及在该网络中优化的组播分发方法和装置 - Google Patents

混合PPPoE/IPoE宽带接入网络以及在该网络中优化的组播分发方法和装置 Download PDF

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Abstract

本文描述了一种接入节点(例如DSLAM)和用于在混合PPPoE/IPoE宽带接入网络内优化组播流的分发的方法。在优选实施例中，DSLAM探听被封装在PPPoE帧内的上行IGMP消息，并且向(位于以太网聚合网络中的)BRAS透明地转发该上行IGMP消息。此外，DSLAM复制该IGMP消息并向(位于以太网聚合网络中的)标准以太网交换机发送被封装在IPoE帧中的复制IGMP消息。标准以太网交换机可以探听到IPoE封装的IGMP消息。DSLAM的这种功能确保以太网聚合网络的最优的组播分发。

Description

混合PPPoE/IPoE宽带接入网络以及在该网络中优化的组播分发方法和装置
要求在先提交的临时申请的权益
本申请要求在2005年2月15日提交的序列号为60/653,155的美国临时申请的权益，该申请的内容在此被引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种接入节点(例如DSLAM)和用于在混合PPPoE/IPoE宽带接入网络内优化组播流(组播业务量)的分发的方法。
背景技术
随同定义以下缩写，在随后对现有技术和本发明优选实施例的说明中将涉及到这些缩写中的至少一些。
AAA    鉴权、授权和计费
BRAS   宽带远程接入服务器
CPE    用户端设备
DSL    数字用户线
DSLAM  数字用户线接入多路复用器
IGMP   因特网组管理协议
IP     因特网协议
IPoE   基于以太网的IP
PPP    点到点协议
PPPoE  基于以太网的点到点协议
电信业务供应商已经设法建立成本有效的宽带接入网络，同时仍在不在提供高带宽业务(例如因特网、电视)的能力方面妥协的情况下重新使用DSL网络中的现有投资。由于以太网与IP的兼容性、部署的简单性以及价格性能比，以太网已经被用于帮助建立这种宽带接入网络。下文参考图1-图2来描述两个已知的基于以太网的宽带接入网络以及它们的缺陷。
参考图1(现有技术)，框图举例说明传统的IPoE宽带接入网络100的基本部件。传统的IPoE宽带接入网络100包括多个接入节点102(例如DSLAM 102)，这些接入节点将终端用户104和其组播设备/CPE 106连接到以太网聚合网络108上。以太网聚合网络108包括多个以太网交换机110(仅显示3个)和组播路由器112，这些以太网交换机和组播路由器都互连。组播路由器112耦合到多媒体服务器114。在运行中，多媒体服务器114从内容供应商118接收组播流116(例如TV、无线电广播)。然后，多媒体服务器114广播组播流116，该组播流116通过所选择的以太网交换机110和所选择的DSLAM 102传递到请求接收组播流116的终端用户104(被显示为终端用户104′)。紧接着提供关于所有这些部件如何起作用以将组播流116分发到适当的终端用户104′的详细论述。
具体地，希望接收组播流116的终端用户104′(仅显示3个)必须向它们各自的DSLAM 102′(仅显示3个)传送组播请求120(IGMP加入消息120)。每个上行组播请求120都包含想得到的组播流116的地址。并且，按IPoE来封装每个上行组播请求120。DSLAM 102′探听IPoE封装的组播请求120，并且登记请求组播流116的特定的终端用户104′。此外，DSLAM 102′向组播路由器112转发IPoE封装的组播请求120。当组播请求120向组播路由器112行进时，以太网交换机110探听该IPoE封装的组播请求120以确定当它们向终端用户104′转发下行组播流116时它们需要使用的链路122。这种探听是DSLAM 102′和以太网交换机110能够有效地向终端用户104′分发组播流116(该组播流同样按IPoE被封装)的方式。
这种拓扑的主要缺点在于IPoE被用于封装上行组播请求120和下行组播流116。然而，大多数业务供应商愿意使用PPPoE作为其接入协议，因为PPPoE目前普遍被使用，并且因为它具备大量涉及AAA和安全性的固有能力。响应于这个缺点，Juniper网络和Bel lSouth已经建议了一种混合PPPoE/IPoE宽带接入网络。混合PPPoE/IPoE宽带接入网络通过按PPPoE封装上行组播请求以及按IPoE封装下行组播流(例如内容)来解决这个缺点。在下列文献中提供了对混合PPPoE/IPoE宽带接入网络的详细论述。
·“IGMP Proxying vs Transparent Snooping：WT-101Applicability”，DSLForum document
#ds12004.471.00，作者Jerome Moisand，Juniper网络(2004年12月7-9日)。
·“High level requirements for IPTV multicastdelivery viaPPPoE”，BellSouth’s functional specification(2004年12月13日)。
这些文献的内容在此被引入作为参考。
紧接着参考图2(现有技术)提供关于传统的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络200及其主要缺点的简要论述。如所示的那样，传统的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络200包括多个接入节点202(例如DSLAM202)，这些接入节点将终端用户204及其组播设备/CPE 206连接到以太网聚合网络208上。以太网聚合网络208包括多个以太网交换机210(仅显示3个)、组播路由器212和BRAS 213，所有的这些设备都互连。BRAS 213耦合到因特网215上。并且，组播路由器212耦合到多媒体服务器214上。在运行中，多媒体服务器214从内容供应商218接收组播流216(例如，TV、无线电广播)。然后，多媒体服务器214广播组播流216，该组播流216通过所有的以太网交换机210和所选择的DSLAM 202传递到请求接收该组播流216的终端用户204(被显示为终端用户204′)。紧接着提供关于所有的这些部件如何起作用以将组播流216分发到适当的终端用户204′的详细论述。
具体地，希望接收组播流216的终端用户204′(仅显示3个)必须向它们各自的DSLAM 202′(仅显示3个)传送组播请求220(IGMP加入消息220)。每个上行组播请求220都包含想得到的组播流216的地址。并且每个上行组播请求220按PPPoE被封装(对照图1)。DSLAM 202′探听PPPoE封装的组播请求220，并且登记请求组播流216的特定的终端用户204′。此外，DSLAM 202′通过以太网交换机210透明地向BRAS213转发PPPoE封装的组播请求220。并且，以太网交换机210透明地向BRAS 213转发PPPoE封装的组播请求220，而不是向组播路由器212转发PPPoE封装的组播请求220(因为组播路由器212不支持PPP，因此组播路由器212将不知道如何处理PPPoE封装的组播请求220)。然而，以太网交换机210不能探听PPPoE封装的组播请求220。
这是个问题，因为以太网交换机210不能确定向终端用户204′转发下行组播流216必须使用的链路222。为了解决这个问题，以太网交换机210使组播流216充满其所有端口，并在适当的链路222和非适当的链路222′上向所有DSLAM 202发送组播流216。这浪费传统的混合PPPoE/1PoE宽带接入网络200中的带宽。在本实例中，在以太网交换机210′中可以看到浪费的带宽，其中非适当的链路222′充满下行组播流216，但是不存在与这个链路222′或者与相应的DSLAM 202相关的终端用户204′。就这一点而言，以太网交换机210不能有效地向终端用户204′分发组播流216(该组播流按IPoE被封装)。这个问题通过本发明来解决。
发明内容
本发明涉及一种接入节点(例如DSLAM)和用于在混合PPPoE/IPoE宽带接入网络内优化组播流的分发的方法。在优选实施例中，DSLAM探听被封装在PPPoE帧中的上行IGMP消息，并且向(位于以太网聚合网络中的)BRAS透明地转发该上行IGMP消息。此外，DSLAM复制该IGMP消息并向(位于以太网聚合网络中的)标准以太网交换机发送被封装在IPoE帧中的复制IGMP消息。标准以太网交换机可以探听到IPoE封装的IGMP消息。DSLAM的这种功能确保以太网聚合网络的最优的组播分发。
附图说明
通过在结合附图时参考以下的详细说明，能够更完整地了解本发明，其中：
图1(现有技术)是举例说明传统的IPoE宽带接入网络的基本部件的框图；
图2(现有技术)是举例说明传统的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络的基本部件的框图；
图3是举例说明按照本发明的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络的基本部件的框图；以及
图4是举例说明按照本发明存在于图3中所示的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络中的DSLAM的基本功能的框图。
具体实施方式
参考图3，框图举例说明按照本发明的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络300的基本部件。该混合PPPoE/IPoE宽带接入网络300包括多个接入节点302(例如DSLAM 302)，这些接入节点将终端用户304及其组播设备/CPE 306连接到以太网聚合网络308上。该以太网聚合网络308具有多个以太网交换机310(仅显示3个)、组播路由器312和BRAS 313，所有的这些设备都互连。BRAS 313耦合到因特网315上。并且，组播路由器312耦合到多媒体服务器314上。在运行中，多媒体服务器314从内容供应商318接收组播流316(例如，TV、无线电广播)。然后，多媒体服务器314经由所选择的以太网交换机310和所选择的DSLAM 302向请求接收组播流316的终端用户304(显示为终端用户304′)广播组播流316。接下来提供关于所有的这些部件如何起作用以将组播流316分发到适当的终端用户304′的详细论述。
具体地，希望接收组播流316的终端用户304′(仅显示3个)必须向它们各自的DSLAM 302′传送组播请求320(IGMP加入消息320)(参见图4中的步骤“1”)。每个上行组播请求320都包含想得到的组播流316的地址。并且，每个上行组播请求320按PPPoE被封装。DSLAM 302′探听PPPoE封装的组播请求320，并且透明地向以太网聚合网络308转发这些组播请求(参见图4中的步骤“2”)。此外，DSLAM 302′复制组播请求320中的有效载荷(例如IGMP有效载荷)并且形成按IPoE被封装的复制组播请求321(参见图4中的步骤“3”)。然后，DSLAM 302′向以太网聚合网络308转发IPoE封装的组播请求321。每个DSLAM 302′还登记请求组播流316的特定的终端用户304′。
当PPPoE封装的组播请求320向BRAS 313行进时，以太网交换机310不能探听到那些请求320(参见上面对图2的论述)。然而，以太网交换机310能够探听到IPoE封装的组播请求321。并且，因为以太网交换机310能够探听到IPoE封装的复制组播请求321，因此它们能够确定当它们向终端用户304′转发下行组播流316时必须使用哪些链路322。这种探听是DSLAM 302′和以太网交换机310能够有效地向终端用户304′分发组播流316(该组播流316按IPoE被封装)的方式。接下来提供关于所有的这些部件如何起作用以将组播流316分发到适当的终端用户304′的详细论述。
(可能由BRAS 313控制的)组播路由器312发出下行组播流316。然后，以太网交换机310仅在通向连接到请求组播流316的终端用户304′上的DSLAM 302′的链路322上转发组播流316。然后，DSLAM 302′向终端用户304′转发组播流316(参见图4中的步骤“4”)。这是相对于以太网交换机210不能探听到PPPoE封装的请求消息220的传统混合PPPoE/IPoE宽带接入网络200(参见图2)的显著改进。就这一点而言，以太网交换机210不能确定：为了向终端用户204′转发下行组播流216，它们必须使用哪些链路222。为了解决这个问题，以太网交换机210使组播流216充满其所有端口，并在适当的链路222和非适当的链路222′上向所有DSLAM 202发送组播流216。这浪费带宽。如可以看到的那样，本发明的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络300不会遭受这个问题并且不浪费带宽。
下面是与本发明相关的一些附加的特征和优点：
·与如过去所执行的那样充满全部组播流不同，依照本发明的网络带宽的优化使用创建用于组播分发的向上可扩展的解决方案。
·DSLAM 302、以太网交换机310和BRAS 313各自都具有包括在其中的处理器/逻辑/计算机，该处理器/逻辑/计算机能够通过使用专用电路或者电路系统(例如互连的用于执行专用功能的离散逻辑门)、程序指令或者两者的组合来执行本发明的各种不同的动作。例如，图4中所示的DSLAM 302′举例说明这种处理器402。
·组播路由器312可以作为BRAS 313的一部分被集成(未显示)或者它可以是一个单独的设备(已显示)。后者的结构与DSL论坛的关于在以太网聚合网络上的宽带接入的工作文本“WT-101”的参考模型相同。
·由DSLAM 302进行IPoE封装的I GMP消息(分组)321可以受不同的聚合/压缩机制控制。这样的机制可以在DSLAM 302中被实现或者在以太网聚合网络308中的任何地方被实现。
·在此所提供的关于混合PPPoE/IPoE宽带接入网络300中的不同部件(例如DSLAM 302、以太网交换机310、BRAS 313)的说明省略了关于在行业中众所周知的以及对理解本发明来说不是必要的那些部件的某些细节。这是为了清楚起见。
·应该理解，在此所描述的各种宽带接入网络100、200和300的配置是示范性的。并且这些宽带接入网络100、200和300可以具有各种各样的配置。
尽管在附图中举例说明了并且在上述详细说明中描述了本发明的一个实施例，但是应理解的是，本发明并不限于所公开的该实施例，而是能够在不脱离如下面的权利要求所阐述和限定的本发明精神的情况下实现多种重新布置、修改和替换。

Claims (19)

1.一种用于在混合基于以太网的点到点协议PPPoE/基于以太网的IP IPoE宽带接入网络内分发组播流的装置，包括：
在数字用户线接入多路复用器DSLAM上探听由请求接收组播流的终端用户所使用的组播设备发出的、按PPPoE被封装的因特网组管理协议IGMP消息的部件；
在所述DSLAM上复制该IGMP消息的部件；
从所述DSLAM向宽带远程接入服务器BRAS转发按PPPoE被封装的IGMP消息的部件；
从所述DSLAM向至少一个以太网交换机转发按IPoE被封装的复制IGMP消息的部件；
其中所述至少一个以太网交换机不探听按PPPoE被封装的IGMP消息；以及
其中所述至少一个以太网交换机探听按IPoE被封装的复制IGMP消息，并且形成用于分发组播流的转发规则，使得当多媒体服务器向组播路由器发出组播流时，该组播路由器又向所述至少一个以太网交换机转发组播流，然后所述至少一个以太网交换机将仅仅在指向所述DSLAM的链路上转发组播流，所述DSLAM向所述终端用户所使用的组播设备转发该组播流。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述组播流按IPoE被封装。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述BRAS指示所述多媒体服务器何时发出组播流。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述BRAS和所述组播路由器被集成。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述复制IGMP消息是被聚合/压缩的复制IGMP消息。
6.一种用于在混合基于以太网的点到点协议PPPoE/基于以太网的IP IPoE宽带接入网络内分发组播流的方法，所述方法包括以下步骤：
在数字用户线接入多路复用器DSLAM上探听由请求接收组播流的终端用户所使用的组播设备发出的、按PPPoE被封装的因特网组管理协议IGMP消息；
在所述DSLAM上复制该IGMP消息；
从所述DSLAM向宽带远程接入服务器BRAS转发按PPPoE被封装的IGMP消息；
从所述DSLAM向至少一个以太网交换机转发按IPoE被封装的复制IGMP消息；
其中所述至少一个以太网交换机不探听按PPPoE被封装的IGMP消息；以及
其中所述至少一个以太网交换机探听按IPoE被封装的复制IGMP消息，并且形成用于分发组播流的转发规则，使得当多媒体服务器向组播路由器发出组播流时，该组播路由器又向所述至少一个以太网交换机转发组播流，然后所述至少一个以太网交换机将仅仅在指向所述DSLAM的链路上转发组播流，所述DSLAM向所述终端用户所使用的组播设备转发该组播流。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述组播流按IPoE被封装。
8.如权利要求6所述的方法，其中，所述BRAS指示所述多媒体服务器何时发出组播流。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述BRAS和所述组播路由器被集成。
10.如权利要求6所述的方法，其中，所述复制IGMP消息是被聚合/压缩的复制I GMP消息。
11.一种混合基于以太网的点到点协议PPPoE/基于以太网的IPIPoE宽带接入网络，包括：
接入节点；
耦合到所述接入节点的聚合网络，所述聚合网络包括：
至少一个以太网交换机；
宽带远程接入服务器BRAS；以及
组播路由器；
所述接入节点进一步包括：
探听由请求接收组播流的终端用户所使用的组播设备发出的、按PPPoE被封装的因特网组管理协议IGMP消息的模块；
复制IGMP消息的模块，
向所述以太网聚合网络转发按PPPoE被封装的IGMP消息的模块；
向所述以太网聚合网络转发按IPoE被封装的复制IGMP消息的模块，
其中，所述至少一个以太网交换机包括：
探听按IPoE被封装的复制IGMP消息的模块；以及
形成用于分发组播流的转发规则的模块。
12.如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中，所述组播路由器包括：
从多媒体服务器接收组播流的模块；以及
向所述至少一个以太网交换机发出组播流的模块。
13.如权利要求12所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中，所述至少一个以太网交换机包括：
仅仅在朝向所述接入节点的链路上转发组播流的模块。
14.如权利要求13所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中，所述接入节点进一步包括：
向请求了组播流的所述终端用户所使用的组播设备转发组播流的模块。
15.如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中，所述IGMP消息指示想得到的组播流的地址。
16.如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中，所述接入节点是数字用户线接入多路复用器DSLAM。
17.如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中，所述组播流按IPoE被封装。
18.如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中，所述BRAS和所述组播路由器被集成。
19.如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中，所述复制IGMP消息是被聚合/压缩的复制IGMP消息。
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